FR2555083A1 - Dispositif pour faciliter l'introduction, par un robot, d'un outil dans un trou de forme complementaire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR FACILITER LES USINAGES PAR ROBOT. UNE PERCEUSE 4 EST SUSPENDUE A LA CARDAN, EN 6-6A-6B, ET EQUILIBREE PAR DES CONTREPOIDS 8, A UN CHARIOT 3, QU'UN VERIN PEUT FAIRE COULISSER SUR UN BATI, FIXE AU BRAS MANIPULATEUR DU ROBOT; UN ORGANE DE GUIDAGE 5A DU FORET 4C EST POUSSE DANS UN CANON C D'UN GABARIT G, DE FACON QUE LES CARDANS 6-6A-6B PERMETTENT L'ALIGNEMENT DE L'AXE A DU CANON C ET DE L'AXE G DE 4; LE FORET 4C TRAVERSE ENSUITE 5A ET C, POUR ALLER PERCER UNE TOLE P. L'INVENTION EST APPLICABLE A L'USINAGE AUTOMATIQUE.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour faciliter l'introduction, par un robot, d'un outil dans un trou de forme complémentaire, par exemple pour faciliter l'introduction du foret d'une perceuse dans un canon d'un gabarit.

La plupart des robots utilisés actuellement dans l'industrie ont une précision de pointage de leur bras manipulateur, qui se révèle insuffisante pour des travaux d'usinage précis. Si l'on considère par exemple une opération de perçage utilisant, pour le pointage, un gabarit muni d'un canon dont le diamètre intérieur a une valeur nominale de 10 mme, et une profondeur égale à 10 mm, et si le foret présente un diamètre externe de 9,99 mm., d'une part, l'axe du foret doit être aligné avec celui du canon avec une précision angulaire inférieure à 1 degré, et, d'autre part, son axe doit être amené en coïncidence avec celui du canon au moins à 0,01 mm. près.On conçoit qu'un pointage aussi précis soit très difficile à obtenir avec le bras manipulateur d'un robot, qui peut peser plusieurs dizaines de kilogrammes, et être soumis par suite à diverses contraintes mécaniques, notamment de flexion, dont les variations en fonction de la température ambiante sont d'ailleurs loin d'être négligeables.

Un des buts principaux de la présente invention est de réaliser un dispositif du type indiqué, qui soit capable de faciliter le pointage d'une opération
par exemple d'usinage quelconque, utilisant/un canon d'un gabarit, de façon à pouvoir obtenir la précision d'usinage requise, sans imposer des contraintes excessives à la précision des déplacements du bras manipulateur, portant l'outil.

Le dispositif selon la présente invention est du type qui vient d'être indiqué, et il est caractérisé en ce que l'outil, ainsi éventuellement que son organe de guidage, sont supportés par l'intermédiaire de deux joints à la Cardan, et pratiquement équilibrés, dans un porte-outil, fixé lui-même à l'extrémité du bras manipulateur du robot, de manière que ce dernier puisse approcher l'outil;, ou son organe de guidage, de l'entrée du trou suivant une direction peu inclinée sur l'axe dudit trou, et que des moyens sont prévus ptur engager l'outil, ou son organe de guidage, dans le trou, en le poussant vers l'intérieur dudit trou.

Grâce à ces dispositions selon la présente invention, le bras manipulateur peut approcher l'outil de l'entrée du trou, par exemple de l'entrée du canon d'un gabarit, suivant une direction qui n'est pas exactement parallèle à l'axe du trou, mais qui peut être inclinée sur son axe d'un angle notablement supérieur à la tolérance fixée (plus de 1 degré dans l'exemple numérique précédemment indiqué); dans ces conditions, il suffit que l'extrémité de l'outil, ou de son organe de guidage, pénètre dans l'entrée du trou, pour qu'il puisse y être ensuite complètement engagé, grâce à l'exercice d'une poussée, transmise à l'outil ou à son organe de guidage par leur support; cette phase d'engagement de l'outil dans le trou, par exemple dans le canon d'un gabarit, est en effet permise par le fait que l'outil, ainsi éventuellement que son organe de guidage, sont supportés dans un porte-outil, fixé lui-meme à l'extrémité du bras manipulateur, par l'intermédiaire d'une articulation comportant deux joints à la Cardan, et qu'en outre les organes mentionnés sont équilibrés par rapport à cette articulation à la Cardan; en effet, la poussée transmise à l'outil ou à son organe de guidage n'est certes pas dirigée exactement suivant l'axe du trou, mais les parois de celui-ci assurent le guidage de l'ex- trémité de l'outil, ou de son organe de guidage, lors de leur engagement dans le trou, sans que l'outil ou son organe de guidage soit pour autant soumis à des conhdntes mé iqles susceptibles de les déformer ou même des les briser.

Il n'en serait évidement pas de même si l'outil, ou son organe de guidage,n'était pas équilibré par rapport aux joints a la Cardan,puisqu'alors l'engagement de l'outil ou de son organe de guidage dans le trou , suivant une direction assez inclinée sur son axe,produirait de fortes réactions de la paroi du trouqui seraient susceptibles d'endommager l'outil ou son organe de guidage.

Le mouvement d'engagement de l'outil ou de son organe de guidage dans le trou peut être évidemment produit par le bras manipulateur lui-même. Cependant, dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le porte-outil comporte un bâti allongé, dont la première extrémité est fixée à l'extrémité du bras manipulateur, et dans lequel un chariot, supportant l'outil,ainsi que ses organes de serrage et éventuellement d'actionnement, est monté de façon a pouvoir coulisser longitudinalement entre une position de repos, correspondant à l'approche du trou, et une position d'engagement de l'outil dans le trou, sous l'action d'au moins un moteur, tel qu'un vérin, solidaire du bati fixe.

Cette disposition selon la présente invention est avantageuse dans la mesure ou elle évite de faire commander le mouvement d'engagement dans le trou par le bras manipulateur lui-même, qui est très lourd, et dont par suite les mouvements nécessitent un moteur puissant et sont relativement peu précis,ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, ce mouvement d'engagement étant par contre commandé par un moteur solidaire du bâti du porte-outil, qui n'a a déplacer que l'outil,ainsi que ses organes de serrage, et éventuellement d'actionnement et de guidage; ce moteur spécialisé peut donc présenter une puissance réduite, et il peut commander le mouvement d'engagement avec une précision plus élevée.

Comme on l'a indiqué précédemment, c'est l'outil lui-même, par exemple le foret de la perceuse, qui peut être approché de l'entrée du troujpuis engagé dans ce dernier en étant guidé par sa paroi interne; on conçoit cependant qu'un tel guidage directe de l'entrée de l'outil dans le trou n'est possible, sans risque d'endommagement de l'outil, que si celui-ci est particulièrement résistant, de même que la paroi interne du trou, par exemple du canon, et Si, en outre, l1ensemble monté à la Cardan est parfaitement équilibré, ce qui n'est généralement possible que dans le cas d'un ensemble de poids relativement faible.

Lorsque ces dernières conditions ne sont pas satisfaites, comme c'est le cas pour la plupart des opérations d'usinage industriel,-on recourt de préférence à une forme de réalisation de l'invention, dans laquelle un organe tubulaire de guidage de l'outil est fixé aux organes de serrage et éventuellement d'actionnement de l'outil, par une pièce de raccordement, des moyens étant en outre prévus pour faire coulisser l'outil dans son organe de guidage, entre une position d'effacement et une position de travail, où l'extrémité de l'outil sort de l'organe de guidage; dans le cas de cette forme de réalisation, le canon doit évidemment présenter un diamètre interne notablement supérieur au diamètre nominal de l'outil, par exemple du foret, d'une quantité correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'organe tubulaire de guidage de l'outil.

Cette dernière forme de réalisation de l'invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où les réactions développées par la paroi interne du trou, notamment du canon du gabarit, sont encaissées exclusivement par l'organe de guidage, puisque l'outil se trouve alors en position d'effacement à l'intérieur de son organe de guidage; il est bien entendu toujours possible de donner à la paroi de l'organe tubulaire de guidage une épaisseur suffisante pour éviter que ledit organe de guidage ne soit déformé ou endommagé au cours du mouvement de pénétration dans le trou.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la pièce de raccordement de l'organe de guidage de l'outil peut comporter une portée conique interne, coaxiale à l'outil et disposée de façon à venir s'appliquer, lorsque le chariot supportant l'outil, son organe de guidage et sa pièce de raccordement, est ramené en position de repos, sur une portée conique externe, aménagée à la seconde extrémité du bâti fixe, concentriquement à son axe longitudinal.

Grâce à cette disposition selon la présente invention, l'axe de l'ensemble formé par l'outil, son organe de guidage, et la pièce de raccordement de ce dernier aux organes de serrage et éventuellement d'actionnement de l'outil, qui avait cessé d'être dans le prolongement de l'axe longitudinal du chariot coulissant lors du mouvement d'engagement de l'organe de guidage dans le trou, notamment dans le canon du gabarit, est ramené automatiquement dans le prolongement de ce dernier axe, grâce à l'application de la portée conique interne, aménagée sur la pièce de raccordement, sur la portée conique externe, aménagée sur le bâti fixe.De cette façon, l'ensemble de l'outil et du porte-outil se retrouve dans une position de repos, où leurs axes longitudinaux sont parfaitement alignés, si bien que la position angulaire de l'organe de guidage de l'outil est parfaitement défi- nie en vie de l'opération suivante d'usinage.Bien entendu, après l'approche du second trou, notamment du second canon de perçage, le mouvement d'avance que le moteur spécialisé communique à l'organe-de guidage et à sa pièce de raccordement,pour faire pénétrer le premier a l'intérieur du trou du canon,a pour effet de désolidariser les deux portées coniques, appliquées jusqué là l'une sur l'autre, et de permettre ainsi nouveaus l'axe de l'organe de guidage de pivoter par rapport à l'axe longitudinal du chariot.

Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, les organes de serrage, et éventuellement d'entraînement de l'outil sont fixes, de préférence de façon amovible, sur une semelle, qui est accouplée au chariot coulissant par l'intermédiaire des deux joints à la Cardan ; cette semelle est de préférence articulée par le premier joint à la Cardan sur un support de contrepoids d'équilibrage, qui est lui-même articulé, par le second joint à la Cardan, sur le chariot coulissant.

Cette disposition est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle rend les contrepoids indépendants de l'outil. Par suite, lorsque l'ensemble de l'outil, de ses organes de serrage et d'entraînement, constitue un outil à main, par exemple une perçeuse à moteur incorporé, fixée de façon amovible sur la semelle du porte-outil, cet outil à main peut être échangé et remplacé par un autre, éventuellement de fonction et de poids différents, et il suffit alors de modifier les contrepoids, qui sont fixé sur le support de préférence de façon amovible, pour tenir compte du poids différent du nouvel outil utilisé.

A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation d'un dispositif pour faciliter l'introduction du foret d'une perçeuse dans un canon d'un gabarit de perçage.

Les figures 1 et 2 représentent schématique ment cette forme de réalisation en auge partielle par un plan axial, respectivement dans la phase d'approche du trou du canon et dans la phase d'engagement de l'organe de guidage de l'outil dans le canon.

les figures 3 et 4 sont des vues partielles, mais détaillées, de cette forme de réalisation, en coupe suivant deux plans axiaux, perpendiculaires l:un à l'autre.

Les figures 5 à 9 illustrent, à plus grande échelle, les phases successives de l'introduction de l'organe de guidage du foret dans un canon du gabarit de perçage.

Sur les figures 1 et 2, P désigne une tôle métallique, dont une face est placée sur un support S, tandis que, sur son autre face, est appliqué un gabarit de perçage.G,comportant généralement plusieurs canons tels que c (il s'agit d'une bague dont un perçage interne, ou trou t, est calibré, son axe, exactement perpendiculaire à la tôle P, étant désigné par a).

On a désigné par ss l'axe longitudinal d'un bâti allongé 1, dont la première extrémité, la, située à l'oppose du gabarit G, est fixée à l'extrémité du bras manipulateur -non represente- d'un robot; ce bras manipulateur peut être d'un type approprié quelconque, qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail, car il en existe de nombreuses formes de réalisation différentes, actuellement disponibles dans le commerce. Les moyens de fixation de l'extrémitéla du bâti l à l'extrémité du bras manipulateur n'ont pas été non plus représentés, car ils sont susceptibles de nombreuses formes de réalisation différentes, qui n'entrent pas dans le cadre de la presente invention.Entre les deux extrémités, la et lu, du bâti 1, des barres de guidage, 2a et 2b,s'étendent parallèlement à l'aie longitudinal ss; elles servent au guidage en translation,dans la direction de l'axe f3 d'un chariot, 3, qui n'a pas été représenté en détail sur les figures 1 et 2, et qui peut être animé d'un mouvement de va-et-vient sur les barres de guidage 2a et 2b,par au moins un moteur tel qu'un vérin, non représenté.

Dans l'exemple de réalisation illustré, une perceuse a moteur incorporé, 4, est supportée par le chariot 3, par l'intermédiaire de plusieurs joints à la Cardan, 6, 6a, 6b. La perceuse 4 est de préférence pourvue d'une tete, 4a, dans laquelle sont montés les organes de serrage, par exemple un mandrin 4b,du foret 4c, qui peut coulisser entre une position d'effacement, visible sur la figure 1, et une position de travail, visible sur la figure 2. On connaît déjà des perceuses de ce genre, qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail, puisque la présente invention n'est pas limitée à l'emploi d'une perceuse de ce type.Dans sa position de travail (figure 2), le foret 4c s'engage dans un embout tubulaire 5a, qui constitue un organe de guidage pour le foret 4c, comme on l'expliquera ultérieurement plus en détail, et qui est réuni au corps de la perceuse 4 par une pièce de raccordement 5b.

Ainsi qu'on le décrira ultérieurement plus en détail à l'aide des figures 3 et 4, le corps de la perceuse 4 est articulé, par le premier joint à la Cardan, 6, sur un support , sur lequel sont fixés des contrepoids d'équilibrage, 8, et qui est lui-même articulé sur le chariot coulissant 3 par les seconds joints à la Cardan, 6a, 6b. Enfin, comme visible sur la figure 2, la pièce de raccordement 5b comporte une portée conique interne , coaxiale à l'axe, y, de l'outil 4, et notamment de son foret 4c, tandis qu'une portée conique externe, 9b, est aménagée sur la partie avant de l'extrémité lb du bâti 1, concentriquement à son axe longitudinal ss; comme on le voit sur la figure 1, lorsque le chariot 3 occupe sa position la plus proche de l'extrémité la du bâti fixe, la portée conique interne 9a est appliquée sur la partie conique externe 9b, Si bien que l'axe y du foret 4c est aligné avec l'axe ss du bâti fixe 1.

Le dispositif qui a été précédemment décrit à l'aide des figures 1 et 2, est utilisé de la façon suivante:
Avant une opération de perçage, les différents organes 1 à 9 du dispositif selon la présente invention sont dans leurs positions relatives illustrées sur la figure 1; en d'autres termes, le chariot 3 occupe sa position extrême, représentée en traits pleins, qui est la plus proche de l'extrémité la du bâti 1, de même que la perceuse 4 se trouve également dans sa position extrême correspondante, où le foret 4c est effacé en arrière de l'embout tubulaire de guidage Sa, ou tout au moins à l'intérieur de celui-ci Par suite de la position correspondante de la pièce de raccordement 5b, la portée conique interne 9a est appliquée contre la portée conique externe 9b, si bien que l'axe y du foret 4c et de la perceuse 4 est dans le prolongement exact de l'axe longitudinal ss du bâti 1.Le robot est alors commandé -par des moyens connus, qu'il n'est pas nécessaire de décrire en detail- de façon que son bras manipulateur -non représenté-, à l'extrémité duquel est fixée l'extrémité la du bâti 1 du porteoutil, approche l'embout tubulaire de guidage Sa de l'entrée du canon c du gabarit de perçage G.En raison de la précision limitée des mouvements du bras manipulateur, il n'est généralement pas possible, au cours de ce mouvement d'approche, d'aligner exactement l'axe ss-y, avec l'axe a du canon C; on a désigné sur la figure 1 par e,la plus courte distance entre les axes a et B-r, d'une part, et par , l'angle, généralement assez petit, entre les deux axes mentionnés, en supposant qu'ils setrouvent dans le même plan (ce qui est rarement réalisé dans la pratique, puisque la position de l'axe ss-y dans l'espace a trois degrés de liberté par rapport à la direction fixe de l'axe a du canon c)
Lorsque le bras manipulateur du robot a amené l'organe tubulaire de guidage Sa dans sa position la plus proche de l'entrée du canon c , qui correspond par exemple à celle illustrée sur la figure 1, ou à une position dans laquelle l'extrémité de l'organe de guidage Sa se trouve déjà pratiquement à l'entrée du canon c, le robot commande, par des moyens connus, qu'il nrest pas nécessaire de décrire en détail, le coulissement du chariot 3 jusqu'à sa position, représentée en traits interrompus sur la figure 1, la plus proche de l'extrémité lb du bâti 1.Au cours de son mouvement-de translation en direction du gabarit G, le chariot 3 entraîne en direction de ce dernier la perceuse 4 ainsi que 11 embout tubulaire Sa et la pièce de raccordement 5b, si bien que la portée conique intérieure, 9a, de ladite pièce 5b cesse d'être appliquée sur la portée conique externe, go, du bâti 1, et que l'extrémité dudit embout Sa s'engage dans le trou t du canon c. Ce mouvement d'engagement est facilité, comme on l'expliquera ultérieurement plus en détail, si le canon c présente une entrée divergente, comme illustré sur les figures 1 et 2.Au cours de son mouvement d'engagement dans le trou t du canon c, l'embout tubulaire Sa est guidé par la paroi interne de son trou t, sans être soumis à des réactions importantes, du fait que le poids de l'ensemble 5a-5b-4c-4b-4a-4-6-7 est équilibré par les contrepoids 8 par rapport aux joints à la Cardan, 6a et 6b.Comme par ailleurs le diamètre externe de embout tubulaire de guidage Sa est adapté au diamètre interne du trou t du canon c de façon à permettre l'engagement de l'un dans l'autre sans jeu ni frottement, ou tout au moins avec un frot
faibles tement très réduit, les/réactions de la paroi du trou t du canon c ont pour effet de faire pivoter l'ensemble 5a-5b-4c-4b-4a-4 autour du joint à la Cardan 6, et --le support 7des contrepoids 8 autour des joints à la
Cardan 6a et 6b, de telle façon que l'axe y du foret 4c et de son organe de guidage Sa, cesse de coïncider avec l'axe ss du bâti l et vienne par contre s'aligner exactement avec l'axe a du trou t du canon c , comme illustré sur la figure 2.A la fin de ce mouvement d'engagement de l'organe de guidage 5a dans le canon c, le robot commande l'avance de la tête 4a de la perçeuse 4 de manière que son foret 4c traverse ledit organe de guidage 5a et que son extrémité sorte du canon c pour venir au contact de la face correspondante de la tôle P, Le robot commande alors la mise en rotation du foret 4c par le moteur de la perçeuse 4, si bien que ledit foret perce de part en part la tôle P pendant la phase terminale de l'avance de la tête 4a de la perçeuse 4. le robot commande ensuite le retrait de la tête 4a de la perçeuse 4 et de son foret 4c jusqu'à la position de repos illustrée sur la figure 1, ne qui a pour effet de dégager le foret 4c du trou perçé dans la tôle P, puis il commande l'arrêt du moteur de la erçeuse 4, ainsi que le coulissement du chariot 3 vers l'extrémité la du bâti 1 ; de ce fait, la portée conique interne 9a vient s'appliquer à nouveau sur la portée conique externe 9b, ce qui a pour effet de faire pivoter l'ensemble 5a-5b-4c-4a-4 relativement aux joints à la Cardan 6, 6a,et 6b, et par suite de rame ner l'axe t dans le prolongement exact de l'axe x 9 dans la position de repos illustrée sur la figure 1, le dispositif de perçage peut être déplacé par le bras manipu leur du robot jusqu'au niveau d'un autre canon de perçage du même gabarit, en vue d'effectuer une seconde opération de perçage de la tôle P, comprenant exactement les limes phases que celle précédemment décrite Bien entendu, lorsque l'embout tubulaire 5a sort du canon c, qui cesse de le guider, les mouvements de pivotement mentionnés, par rapport aux joints à la Cardan, ont des amplitudes très limitées, et ils s'accompagnent d'oscillations également de faible amplitude, en raison de l'équilibrage obtenu grâce auxcontrepoids 8;ces oscillations éventuelles peuvent; d'ailleurs être amorties par des dispositifs bien connus, qu'il n'est pas nécessaire de décrire.

Sur les vues de détail des figures 3 et 4, on a utilisé autant que possible les mêmes nombres de référence que sur les figures 1 et 2, précédemment décrites. On va donc se limiter à la description des parties des figures 3 et 4 qui représentent des pièces non détaillées sur les figures 1 et 2. Pour ne pas nuire à la visibilité des figures 3 et 4, les différents éléments de la perceuse, 4, 4a, 4b et 4c,y ont été représentés en traitSmixte;comme on l'a indiqué, il s'agit d'une perceuse à moteur incorporé, dont la tête, 4a, peut être déplacée entre une position de repos, visible sur la figure 3,et une position de travail, visible sur la figure 4, par exemple par un vérin, pneumatique ou hydraulique, également incorporé à la perceuse 4; on n'a pas représenté les alimentations, en courant électrique ou en fluide sous pression, de ce vérin et du moteur électrique d'entraînement de la perceuse 4, les câbles ou tuyaux d'alimentation correspondants étant généralement guidés vers la perceuse par le bras manipulateur -non représenté- du robot.

Cette perceuse, qui peut être d'un type disponible dans le commerce, est fixée de façon amovible, par exemple au moyen de vis désignées par 10 sur la figure 3, sur une semelle 11,due la face inférieure -sur la figure 3- de laquelle se détache une sous-semelle, îîa, parallèle à la semelle 11; un pivot 12 à ses extrémités engagées dans des paliers encastrés, l'un en regard de l'autre, dans la semelle 11 et dans la sous-semelle lita; la partie médiane du pivot 12 traverse la base 13a, d'une première pièce en forme de U, 13, de telle sorte que cette pièce 13 peut pivoter autour d'un premier axe A, qui coïncide avec celui du pivot 12, et qui est par suite perpendiculaire à la semelle 11.Une seconde pièce en forme de U, 14, a ses deux branches, 14b et 14c, respectivement articulées sur les branches latérales, 13b et 13c de la première pièce en U, 13; ces deux articulations sont matérialisées respectivement par des pivots 15b et 15c, dont les axes géométriques sont alignés suivant un second axe de pivotement, B, qui coupe le premier axe A sous un angle droit. La pièce 14 est ainsi réunie à la semelle 11, sur laquelle est fixée la perceuse 4, par l'intermédiaire d'un premier joint à la Cardan, d'axes A et B. Les deux branches, 14b et 14c,de la seconde pièce en U, 14, sont prolongées respectivement, à l'opposé de sa base, 14a, et vers 11 extrémité la du bâti 1, par deux premiers bras, 14d (et 14e non visible sur les figures 3 et 4), qui portent respectivement des premiers contrepoids 8d (et 8e, non visible )-.La base 14a de la seconde pièce en U, 14 est elle-même prolongée en direction de l'extrémité la du bâti 1, par un second bras, médian, unique, 14f, dont l'extrémite, située du côté de l'extrémité la du bâti 1, et à une certaine distance en dessous des premiers bras 14d et 14e, porte un second contrepoids 8a.

Le second bras, 14f de la seconde pièce en U, 14,est lui-même articulé sur la base, 15a, notamment en forme de fourche, d'une troisième pièce en forme de U, 15; cette articulation est matérialisée par un pivot 16, dont les extrémités sont engagées dans deux paliers encastrés, l'un en regard de l'autre, dans les deux parties de la base en forme de fourche 15a, de telle sorte que la pièce 15 puisse pivoter par rapport à la base 14a de la pièce 14 autour d'un troisième axe,
C, perpendiculaire à la base 14a.Les branches, 15b (et 15c, non visible sur les figures 3 et 4) de la troisième pièce en U, 15, sont elles-mêmes articulées respectivement sur des pièces solidaires de bagues 3a et 3b, qui sont enfilées respectivement sur les barres de guidage,2a et 2b,du bâti 1, avec interposition de billes de roulement, non représentées. Comme visible sur la figure 4, les articulations respectives des branches 15b et 15c de la pièce en U, sont matérialisées par des pivots, 16b et 16c,alignés suivant un même quatrième axe D, qui coupe le troisième axe C sous un angle droit. De cette façon, la seconde pièce en U, 14, qui porte les contrepoids 8a, 8d et 8e,est supportee par les bagues 3a et 3b, constituant le chariot coulissant 3, par l'intermédiaire d'un second joint à la Cardan, d'axes C et D.

Sur les figures 5 à 9 on a seulement représente un canon de perçage c, ainsi que l'embout tubulaire de guidage S'agit sa pièce de raccordement 5b, du dispositif précédemment décrit, pour expliquer plus en détail le mouvement d'engagement de l'organe de guidage Sa dans le trou t du canon et expliciter certains perfectionnements susceptibles de faciliter encore ce mouvement d'engagement.Comme on l'a déjà indiqué, le trou t du canon de perçage c présente de préférence une entrée évasée v, tandis que l'extrémité de l'embout tubulaire Sa présente de préférence une tête,5a1,bombée extérieurement, notamment en forme de calotte sphérique, suivie par un col,5a2, à profil régulier, c'est-à-dire qui raccorde régulièrement la tête 5aL à la partie arrière, cylindrique, 5a3 de l'embout Sa. Sur la figure 5, qui illustre une position de l'embout tubulaire Sa dans laquelle sa tête Sal se rapproche de l'entrée évasée v du trou t du canon c, on voit clairement que l'axe y de l'embout
Sa n'est pas dans le prolongement de l'axe a du trou t.Sur la figure 6, on a illustré en traits pleins le début du mouvement d'engagement de la tête Sal dans l'entrée évasée v et, en traitSmixte,des positions ultérieures successives de ladite tête au cours de son mouvement d'enggement',guidé par l'entrée évasée v. Cette figure/montre clairement les avantages qui résultent d'une part de la forme bombée de la tête Sal et d'autre part de l'entrée évasée v du canon c.L'utilité du col 5a2 peut être déduite des figures 6-et 7, dans le cas notamment où l'axe y de l'embout tubulaire Sa ferait, avec l'axe a du trou t , un angle de quelques degrés, notablement supérieur à celui visible sur la figure 5; dans ce cas, les arêtes circulaires, avant et arrière, ou l'une au moins des deux, de l'entrée évasée v coopèreraient avec les flancs réguliers du cl pour faciliter le mouvement d'engagement et réduire l'importance des chocs dus au désalignement important des axes a et y.

Dans la position illustrée sur la figure 7, où la tête bombée Sal a atteint l'entrée de la partie cylindrique du trou t, le désalignement des axes a et y est déjà très fortement réduit et s'annule pratiquement des l'instant où, comme illustré sur la figure 8, la partie arrière, cylindrique, 5a3, de l'embout Sa commence à s'engager dans la partie cylindrique du trou t. La figure 9 représente la position de travail de l'organe de guidage Sa, qui traverse alors de part en part le canon c, de manière à pouvoir ensuite guider le foret -non représenté- au contact de la tôle à percer.

On voit enfin sur les figures 5 à 9 que la partie de l'organe tubulaire de guidage Sa, qui est encastrée dans la pièce de raccordement Su, peut comporter un canal, notamment radial, 5a4, qui, à une extrémité, débouche dana Xerçage central servant au passage du foret -non représenté- ,tandis que son autre extrémité peut être alimentée, par un canal traversant la pièce de raccordement 5boit avec un liquide de lubrification, soit avec de l'air pour chasser les copeaux métalliques; bien entendu, deux canaux distincts pourraient être affectés respectivement à ces fonctions.

La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation précédemment décrite. Elle englobe toutes ses variantes, dont quelques-unes seulement vont être indiquées, à titre d'exemples non limitatifs.

Le dispositif selon la présente invention teut être utilisé pour faciliter l'introduction d'un outil quelconque, ou même éventuellement d'une pointe à tracer ou d'un autre organe d'inscription, dans un canon d'un gabarit, ou plus généralement, dans un trou de forme complémentaire, au fond duquel l'outil doit entrer en action. Au lieu d'être un foret, l'outil pourrait être une fraise, un outil de vissage ou de serrage, tel qu'un tournevis, une clé, ... etc.Pour certaines applications, on pourrait envisager de monter sur la semelle 11, seulement les organes de serrage de l'outil (fonctionnellement équivalents à la tête 4a-4b de la perçeuse 4), ainsi que- les moyens pour les déplacer entre la position de repos et la position de travail, où l'extré- mité de l'outil sort de l'embout tubulaire de guidage, l'organe d'actionnement étant lui-même porté soit par le bâti fixe, soit par le bras manipulateur, et étant relié par une transmission souple à l'outil lui-même.

Les portées coniques (9a et 9b sur les figures 1 à 4) pourraient être remplacées par d'autres organes de guidage de la pièce de raccordement 5b par rapport à l'extrémité lb du bâti 1. La forme externe de l'organe tubulaire de guidage, et notamment de sa tête,est matière à option ; l'embout tubulaire correspondant pourrait avoir une surface extérieure cylindrique, terminée, vers l'avant, par une surface tronconique convergente, destinée à coopérer avec l'entrée du canon. Comme on l'a déjà indiqué, il est possible de supprimer, dans certaines applications, l'organe de guidage de l'outil, notamment l'embout tubulaire correspondant, et de faire assurer le guidage de l'extrémité de l'outil par la paroi latérale du trou du canon.

Claims (9)

REVhUTDICA.TIONS

1. Dispositif pour faciliter l'introduction, par un robot, d'un outil dans un trou de forme complémentaire, par exemple du foret (4c) d'une perceuse (4) dans un canon (c) d'un gabarit (G), dispositif caractérisé en ce que l'outil (4c), ainsi éventuellement que son organe de guidage (5a), sont supportés, par l'intermé- diaire de deux----ointsa' la Cardan (6), et pratique- ment équilibrés, dans un porte-outil (1), fixé lui-même à l'extrémité du bras manipulateur du robot, de manière que ce dernier puisse approcher l'outil (4c), ou son organe de guidage (5a), de l'entrée du trou (t) suivant une direction () ) peu inclinée sur l'axe (a) dudit trou (t), et que des moyens (3) sont prévus pour engager l'outil (4c) ou son organe de guidage (5a), dans le trou (tien le poussant vers l'intérieur dudit trou (t)

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-outil comporte un bati allongé (1), dont la première extrémité (la) est fixée à ltextrémité du bras manipulateur, et dans lequel un chariot (3), supportant outil (4c) ainsi que ses organes de serrage (4b) et éventuellement d'actionnement, est monté de façon à pouvoir coulisser longitudinalement entre une position de repos, correspondant à l'approche du trou (t), et une position d'engagement de l'outil (4c) dans le trou (t), sous l'action d'au moins un moteur, tel qu'un vérin, solidaire du b ti fixe (1).

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un organe tubulaire (5a) de guidage de l'outil (4c), dont l'épaisseur de paroi est un peu inférieure à la différence entre les diamètres du trou (t) et de l'outil (4c), est fixé aux organes de serrage (4b) et éventuellement d'actionnement de l'outil, par une pièce de raccordement (5b), et que des moyens sont prévus pour faire coulisser l'outil (4c) dans son organe de guidage (5a) entre une position d'effacement et une position de travail, où l'extrémité de l'outil (4c) sort de l'organe de guidage (5a).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe tubulaire de guidage (5a) de l'outil présente une tête bombée extérieurement (5a1), par exemple en forme de calotte sphérique, suivie par un col à profil régulier (5a?).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'au moins un canal (5a4) pour l'amenée d'un liquide de lubrification ou d'air pour chasser les copeaux, traverse la paroi de l'organe tubulaire (5a) de guidage de l'outil (4c).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la pièce de raccordement (5b) de l'organe de guidage (Ta), de l'outil (4c) comporte une portée conique interne (9a), coaxiale à l'outil (4c) et disposée de façon à venir s'appliquer, lorsque le chariot (3) supportant l'outil (4c), son organe de guidage (5a) et sa pièce de raccordement (5b), est ramené en position de repos, sur une portée conique externe (9b), aménagée à la seconde extrémité (lob) du bEti fixe (1).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les organes de serrage ('pub) et éventuellement d'entraînement de l'outil (4c), dont l'ensemble constitue par exemple une perceuse (4) à moteur incorporé, sont fixés, de préférence de façon amovible, sur une semelle (Il), qui est accouplée au chariot coulissant (3) par l'intermédiaire de deux--- -åoinX à la Cardan (A-B et C-D).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la perceuse (4) est du type à tête (4a) coulissante entre une position d'effacement et une position de travail, où l'extrémité de son foret (4c) sort de l'organe tubulaire (5a) de guidage.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la semelle (11) sur laquelle est fixée par exemple la perceuse (4) est articulée par le premier joint à la Cardan (A-B) sur un support (14) de contrepoids (8) d'équilibrage, qui est lui-même articulé, par le second joint à la

Cardan (G-D), sur le chariot coulissant (3).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la semelle (11) sur laouelle est fixée par exemple la perceuse (4), est montée sur la base (13a) d'une première pièce (13) en forme de U, de façon à pouvoir pivoter autour d'un premier axe perpendiculaire à ladite semelle (11), qu'une seconde pièce (14) en forme de U a ses deux branches (14b, 14c) articulées respectivement sur celles de la première pièce (13) en U de façon à pouvoir pivoter autour d'un second axe (B), perpendiculaire au premier axe (A), les deux branches (14b, 14c) de la seconde pièce (14) en U étant prolongées respectivement à l'opposé de sa base (14a), vers l'arrière (la) du bâti fixe (1), par des premiers bras (14d, 14e), portant des premiers contrepoids, (8d, 8e), tandis que sa base (14a) est elle-même prolongée vers l'arrière (la) du bâti fixe (1) par-un second bras, qui porte un second contrepoids (8a), et qui est articulé sur la base (15a) d'une troisième pièce (15) en forme de U, de façon à pouvoir pivoter autour d'un troisième axe (C) perpendiculaire à la base (15a) de ladite troisième pièce (15) en U, les branches (15b, 15c) de celle-ci étant elles-mêmes articulées respectivement sur le chariot coulissant (3), de façon à pouvoir pivoter autour d'un quatrième axe (D), perpendiculaire au troisième axe (C).